固溶化処理と結晶粒度

質問

お尋ねします。
弊社ではステンレスの材料を加工後、炉で固溶化処理を行っています。
しかし、現状、炉から出た製品がきちんと固溶化処理ができているのか、
確認をしておりません。たまにビッカースで硬度を測定しているのですが、加えてこのたび、端面の結晶粒度を測定しようと考えております。

JISの熱処理ハンドブックを購入し、粒度番号を確認しましたが、何番だったら固溶化処理ができていて、何番だったらできていないと判断すればよいのでしょうか？

また結晶粒度番号が大きいと固くて丈夫であるとどこかのホームページで拝見しましたが、固溶化処理では加工硬化を取るためのものであるから、処理後は柔らかい方（粒度番号が小さいもの？）がよいと思うのですが、どうでしょうか？

現状、固溶化処理ができたかどうかは通常処理後の色のみを判断している状況です。
色が通常より黒っぽいと、あまり処理ができていないと判断しています。
この外観の色も、結晶粒度に関係してくるのでしょうか？

いろいろ質問させていただきましたが、どなたか教えてください。

回答No.1

noname#230359

素人で申し訳ございませんが，アドバイスさせていただきます。
まず，ステンレスはオーステナイト系ですか？（SUS304等）
オーステナイト系であることを前提に説明します。

1)固溶化の判断：粒度より粒界に炭化物等が析出していないか
　　　　　　　　確認するほうがベストです。慣れればミクロ組織を
　　　　　　　　見れば判断できます。
2)オーステナイト結晶粒度：固溶化の可否とは少しかけ離れていると
　　　　　　　　　　　　　思います。ご存知とは思いますが，オーステ
　　　　　　　　　　　　　ナイト粒度は，熱処理のみで細粒化しません。
　　　　　　　　　　　　　冷間加工等の加工を加えたとき，再結晶化の
　　　　　　　　　　　　　際に細粒化しますが，後は結晶が成長し，粗大
　　　　　　　　　　　　　化します。
3)ポイント：温度：（SUS304の場合，1020℃～以上）。
　　　　　　肉厚にもよりますが，保持時間はあまり関係ありません。
　　　　　　長すぎると結晶が粗大化します。

　　　　　　冷却速度：オーステナイト組織中に炭素を固溶させるのです
　　　　　　　　　　　から炉から出してすぐに冷却させる必要があり
　　　　　　　　　　　ます。
4)その他評価方法：個人的にはミクロ組織で粒界の炭化物の析出の有無を
　　　　　　　　　確認するか，「10%しゅう酸エッチ試験」で，段状組織
　　　　　　　　　であれば固溶化できていると思います。

お礼

早々にわかりやすい回答、どうもありがとうございます。
ご回答に関して二つ、質問させてください。

・粒界に炭化物等が析出していないかどうかを確認する方法を教えてください。（シュウ酸エッチングで可能ですか？）

・その他の評価方法として、エッチング試験で段状組織であれば固溶化できていると判断できるとのことでしたが、この段状組織というのは、具体的にどんな形状でしょうか？粒度番号のようにJIS等の資料に掲載されているものなのでしょうか？